Перейти к содержанию
клапан

Полностью пропускные регулирующие клапаны

Что такое полнопроходной шаровой регулирующий клапан?

Полнопроходной шаровой регулирующий клапан имеет проход в шаре, близкий к внутреннему диаметру трубы, и открывается или закрывается поворотом на четверть оборота (90 градусов). В отличие от обычных отсечных шаровых кранов, он спроектирован для регулирования: шлицевые соединения шара с валом и вала с приводом, двойные втулки со стороны привода и направление шара на цапфах уменьшают люфт и улучшают динамику регулирования.

Семейство клапанов имеет три конфигурации. Исполнение с перфорированным аттенюатором для газа снижает аэродинамический шум и вибрацию трубопровода. Исполнение с аттенюатором для жидкости ограничивает кавитацию и связанный с ней шум. Полнопроходное исполнение без аттенюатора практически не создает сопротивления потоку на автоматизированных байпасных, периодических и резервных линиях, а также при аварийном отсечении.

Аттенюатор не входит в уплотнительный узел: уплотнение скользит по поверхности шара, а не по аттенюатору. Такая конструкция продлевает срок службы уплотнения и обеспечивает надежное перекрытие даже в исполнениях с аттенюатором. Поскольку корпус, шар, вал и подшипники общие для всех трех конфигураций, управление запасными частями упрощается, а одна и та же платформа клапана может решать разные задачи.

Принцип работы и конструкция аттенюатора

Клапан работает за счет поворота шара приводом на угол до 90 градусов. Положение шара определяет проходное сечение и, следовательно, расход.

1.      Поворотное движение: Привод поворачивает шар через шлицевой вал. Шлицевые соединения и направление на цапфах передают на шар даже малые изменения положения без люфта.

2.      Изменение проходного сечения: При повороте шара меняется проходное сечение между входом и каналом шара. Без аттенюатора характеристика модифицированная равнопроцентная, с аттенюаторами — модифицированная линейная или модифицированная равнопроцентная.

3.      Рассеивание энергии: В исполнениях с аттенюатором поток делится на множество отверстий в шаре. Контролируемое распределение перепада давления снижает шум на газе и последствия кавитации на жидкости.

4.      Перекрытие: В закрытом положении самоустанавливающееся уплотнение, поджимаемое давлением среды, прижимается к шару. Уплотнение удерживается в обойме из нержавеющей стали и обеспечивает перекрытие при полном номинальном перепаде давления.

Три конфигурации

Исполнение с аттенюатором для газа обеспечивает снижение шума до 20 dBA в одной ступени; предусмотрен и двухступенчатый вариант. Исполнение с аттенюатором для жидкости предлагается с одной, двумя или тремя ступенями, и в зависимости от условий эксплуатации может достигаться Kc 1,0. Аттенюатор может работать на всем угле поворота шара, либо под задачу подбирается профилированный аттенюатор.

Схема уплотнений и направление потока

Стандартное направление потока — прямое, с уплотнением на входной стороне. Исполнения с одинарным уплотнением применяются только для одностороннего потока и перекрытия. С двойными уплотнениями газовое исполнение и исполнение без аттенюатора могут работать при потоке в обоих направлениях; для двустороннего перекрытия и режима двойного запирания с дренажем требуется исполнение с двойным уплотнением. Исполнение с аттенюатором для жидкости для эффективной защиты от кавитации следует применять при одном направлении потока.

Ключевые особенности

·         Встроенный перфорированный аттенюатор: Аттенюатор в шаре контролирует шум и вибрацию на жидкостях и газах с большим перепадом давления.

·         Шлицевые соединения: Шлицевые соединения шара с валом и вала с приводом, а также двойные втулки со стороны привода уменьшают люфт.

·         Усиленные цапфы: Цапфы шара рассчитаны на долгий срок службы и сокращение времени обслуживания.

·         Уплотнение, поджимаемое давлением: Самоустанавливающееся уплотнение в обойме из нержавеющей стали; класс IV стандартно, класс VI опционально.

·         Простая замена уплотнения: Уплотнение шара можно заменить без демонтажа привода.

·         Общие компоненты: Корпус, шар, вал и подшипники едины для всех трех конфигураций.

·         Сальник с низкой эмиссией: Помимо стандартного сальника из PTFE доступна система с пружинным поджатием и улучшенным уплотнением и направлением.

·         Низкий профиль: Компактная конструкция упрощает обвязку трубопроводов.

Технические характеристики

Значения отражают стандартный диапазон конфигураций семейства клапанов.

Параметр

Технические данные

Тип клапана

Полнопроходной шаровой регулирующий клапан с направлением на цапфах; поворот до 90 градусов

Конфигурации

Перфорированный аттенюатор для газа, перфорированный аттенюатор для жидкости, полный проход без аттенюатора

Размеры

Номинальные размеры 6, 8, 10, 12, 16, 20 и 24 in (NPS)

Присоединение

Фланцы CL150, CL300 или CL600 с выступающей уплотнительной поверхностью по ASME B16.5; опционально фланцы CL900 и RTJ

Давление–температура

В соответствии с классами CL150, CL300 или CL600 по ASME B16.34

Макс. перепад давления при перекрытии (38 °C)

CL150: 20 bar (285 psi); CL300: 51 bar (740 psi); CL600: 103 bar (1480 psi)

Расходная характеристика

Модифицированная линейная с аттенюатором высокой плотности; модифицированная равнопроцентная с профилированным аттенюатором или без аттенюатора

Класс герметичности

Класс IV, опционально класс VI по ANSI/FCI 70-2 / IEC 60534-4 (одинарное и двойное уплотнение)

Материал уплотнения / температура

Стандартно POM: от -29 до 82 °C; опционально PTFE/PEEK: от -73 до 260 °C

Уплотнительное кольцо

Стандартно нитрил: от -45 до 100 °C; до 232 °C — оценка для каждого проекта

Снижение шума (газ)

До 20 dBA в одной ступени; двухступенчатый вариант

Кавитация (жидкость)

Одно-, двух- или трехступенчатый аттенюатор; Kc 1,0 в зависимости от условий

Стандартные материалы

Корпус из углеродистой стали LF2; шар из WCC или низкотемпературной углеродистой стали; аттенюатор и вал из нержавеющей стали 17-4

Сальниковое уплотнение

PTFE (стандартно); сальник с низкой эмиссией и пружинным поджатием (опционально)

Среды с сероводородом

Опциональные материалы в соответствии с NACE MR0175-2002

Нельзя превышать пределы давления и температуры и ограничения применимых стандартов; значения подтверждаются для каждого проекта.

Основные преимущества

·         Малые потери давления: Практически свободный путь потока в полностью открытом положении снижает энергозатраты трубопровода и насосов.

·         Контроль шума и кавитации: Аттенюаторы для газа или жидкости в одном и том же корпусе.

·         Регулирование и перекрытие в одном клапане: Качество регулирования в сочетании с перекрытием до класса VI и возможностью двойного запирания с дренажем.

·         Долгий срок службы уплотнения: Уплотнение скользит по шару, а не по аттенюатору; конструкция с поджатием давлением сохраняет герметичность со временем.

·         Меньше затрат на обслуживание: Общие детали, замена уплотнения без демонтажа привода и усиленные цапфы.

Области применения

Полнопроходные шаровые регулирующие клапаны применяются там, где одновременно нужны высокая пропускная способность и возможность регулирования.

Газовые среды

Точки регулирования на газовых линиях с большим перепадом давления, где необходимо снизить шум и вибрацию трубопровода.

Байпас насосов и отборы из трубопроводов

Ограничение кавитации в точках байпаса насосов и отбора из трубопроводов с помощью исполнения с аттенюатором для жидкости.

Байпасные, периодические и резервные линии

Автоматическое регулирование с малым гидравлическим сопротивлением полнопроходного исполнения без аттенюатора.

Аварийное отсечение

Быстрое и плотное перекрытие полнопроходным шаровым клапаном в автоматизированных системах аварийного отсечения.

Критерии выбора

Правильная конфигурация зависит от фазового состояния среды, перепада давления и требований к перекрытию.

Среда и перепад давления

·         Газ или жидкость; риск шума или кавитации

·         Нормальный и максимальный перепад давления

·         Требуемое число ступеней аттенюатора

Уплотнение и направление

·         Одностороннее или двустороннее направление потока и перекрытия

·         Требование двойного запирания с дренажем

·         Требуемый класс герметичности (IV или VI)

Механика и материалы

·         Класс давления и тип фланца

·         Материал уплотнения и уплотнительного кольца для температуры процесса

·         Требования для сред с сероводородом

·         Сторона монтажа привода (правая/левая) и требования по эмиссиям

Стандарты и классы герметичности

Полнопроходные шаровые регулирующие клапаны конфигурируются в соответствии со следующими стандартами.

Стандарт / сертификат

Область и описание

ASME B16.34

Классы давление–температура (CL150, CL300, CL600).

ASME B16.5

Совместимость фланцевых присоединений с выступающей уплотнительной поверхностью.

ANSI/FCI 70-2 / IEC 60534-4

Классификация герметичности перекрытия: класс IV, опционально класс VI.

NACE MR0175-2002

Опциональные материалы для сред с сероводородом и сернистой нефти.

Доступность опций необходимо подтверждать для конкретного размера и класса давления.

Подход TLY Enerji к решениям

Выбор регулирующего клапана для трубопроводов большого диаметра — это поиск баланса между пропускной способностью и точностью регулирования. Получив запрос на полнопроходной шаровой регулирующий клапан, TLY Enerji сначала определяет профиль шума и кавитации в данных условиях, а затем выбирает тип и число ступеней аттенюатора, схему уплотнений и класс давления.

Для байпасов насосов, отборов из трубопроводов и аварийного отсечения также прорабатывается совместимость с системой управления и логикой безопасности. Расчет привода, сторона монтажа, выбор сальника и стратегия запасных частей уточняются на этапе предложения, а пусконаладка и поддержка на площадке включаются в план проекта. Если на действующих линиях возникают шум или вибрация, техническая возможность перехода на исполнение с аттенюатором оформляется отдельным отчетом.

·         Оценка шума и кавитации

·         Выбор аттенюатора и схемы уплотнений

·         Расчет привода

·         Планирование запасных частей

·         Координация пусконаладки

Часто задаваемые вопросы

Чем полнопроходной шаровой регулирующий клапан отличается от отсечного шарового крана?

Отсечные шаровые краны, как правило, рассчитаны на работу в полностью открытом или полностью закрытом положении. В полнопроходном шаровом регулирующем клапане шлицевые соединения вала, двойные втулки со стороны привода и направление на цапфах уменьшают люфт, поэтому возможно точное и повторяемое регулирование в промежуточных положениях. Аттенюаторы дополнительно ограничивают шум и кавитацию при дросселировании.

Что такое аттенюатор и для чего он нужен?

Аттенюатор — это перфорированная структура, встроенная в шар. Он делит поток на множество малых каналов и контролируемо распределяет перепад давления. На газе он может снизить аэродинамический шум до 20 dBA в одной ступени; на жидкости — ограничивает кавитацию и вызываемую ею вибрацию. При необходимости применяются двух- или трехступенчатые аттенюаторы.

Когда необходимо исполнение с двойным уплотнением?

Исполнения с одинарным уплотнением подходят только для одностороннего потока и перекрытия. Если требуется двустороннее перекрытие или двойное запирание с дренажем, нужно выбирать исполнение с двойным уплотнением. Газовое исполнение и исполнение без аттенюатора с двойными уплотнениями могут работать при потоке в обоих направлениях, а исполнение с аттенюатором для жидкости для защиты от кавитации должно работать в одном направлении.

Какие классы герметичности доступны?

Конструкции с одинарным и двойным композитным уплотнением обеспечивают класс IV стандартно и класс VI опционально по ANSI/FCI 70-2 / IEC 60534-4. Класс перекрытия следует оценивать вместе с материалом уплотнения, температурой процесса и перепадом давления при перекрытии.

Каков максимальный перепад давления при перекрытии?

При 38 °C максимально допустимый перепад давления при перекрытии для исполнений с одинарным и двойным уплотнением составляет 20 bar для CL150, 51 bar для CL300 и 103 bar для CL600. Эти значения могут дополнительно ограничиваться классом давление–температура корпуса, а при более высоких температурах необходимо учитывать ограничения материалов корпуса и уплотнения.

Как выбирается материал уплотнения?

Стандартное уплотнение из POM применяется в диапазоне от -29 до 82 °C. Для более широкого диапазона температур уплотнение из PTFE/PEEK работает от -73 до 260 °C. Стандартные нитриловые уплотнительные кольца подходят для диапазона от -45 до 100 °C; для более высоких температур требуется оценка для конкретного проекта.

Сопутствующие товары

клапан

шаровые краны

Седельный регулирующий клапан — однопроходный исполнительный элемент с направляющей клеткой, который применяется везде, где нужно точно дрос...

клапан

клапаны Angel

Угловой регулирующий клапан поворачивает поток в корпусе под прямым углом и выводит его прямо вниз через нижний патрубок. По сравнению с про...

клапан

регулирующие клапаны

Трехходовой регулирующий клапан — это регулирующий клапан с поступательным штоком, который либо объединяет два потока в одну линию (смешение...

Есть вопросы?